Come risolvere il problema dell'ingiallimento durante l'estrusione dei tubi in PVC?

Scolorimento dei tubi in PVC durante l'estrusione: Principio + Sequenza di Risoluzione dei Problemi + Soluzioni

La linea di produzione di tubi in PVC Yongte è strutturalmente ottimizzata per affrontare il problema comune dello scolorimento durante l'estrusione di tubi in PVC. Il canale di flusso della vite presenta transizioni arrotondate per ridurre al minimo il ristagno del materiale nelle zone morte, prevenendo efficacemente la ritenzione, il degrado o lo scolorimento localizzato del materiale. L'apparecchiatura è inoltre dotata di un sistema indipendente di controllo della temperatura di raffreddamento della vite che consente una regolazione precisa della temperatura, prevenendo il surriscaldamento del materiale interno causato dal calore da attrito accumulato nella vite. Se abbinato al modulo integrato di monitoraggio della temperatura online per la linea di produzione, questo sistema può raccogliere dati sulla temperatura in tempo reale da ciascuna sezione del fusto e della testa, rilevare tempestivamente anomalie come la deriva della termocoppia o il surriscaldamento localizzato e assistere il personale di produzione nell'identificazione rapida delle cause profonde dello scolorimento, riducendo così i tempi di fermo della produzione associati a questo problema.

La causa principale dell'ingiallimento del PVC: il riscaldamento o lo stress di taglio induce il rilascio di HCl dal PVC, portando alla formazione di doppi legami coniugati; questo HCl accelera quindi un'ulteriore degradazione (decomposizione tipo cerniera); per i sistemi calcio-zinco, è necessario prestare attenzione per evitare la combustione dello zinco (la forte decomposizione catalitica di ZnCl₂). Approccio diagnostico rapido: l'ingiallimento complessivo uniforme è tipicamente dovuto a problemi legati alla temperatura, agli stabilizzanti o al tempo di permanenza; striature gialle o ingiallimenti localizzati indicano accumuli di materiale nello stampo o nella zona morta della vite; l'ingiallimento dopo l'avvio o lo spegnimento è causato dalla ritenzione di materiale all'interno della zona di riscaldamento, che porta al degrado.

I. Adeguamento del processo (dare priorità agli aggiustamenti del processo – questi comportano le modifiche a costo più basso)

1. Controllo della temperatura (più comune)

Riferimento zona di estrusione di PVC-U rigido: Temperatura dello stampo: 155–170°C; Temperatura testa/stampo: 165–175°C; È severamente vietato che la temperatura dello stampo superi i 180°C per periodi prolungati.

1. Ridurre gradualmente le temperature del cilindro, della flangia e dello stampo; dare la priorità all'abbassamento della temperatura dello stampo e della testa dello stampo (poiché lo stampo è più suscettibile all'accumulo di materiale e al surriscaldamento).

2. Verificare la termocoppia e la bobina di riscaldamento: la deriva della termocoppia può far sì che la temperatura visualizzata appaia normale mentre la temperatura locale effettiva potrebbe essere elevata; ispezionare la ventola di raffreddamento.

3. Circuito dell'olio di raffreddamento della vite: guasto del raffreddamento interno della vite, accumulo di calore da attrito e surriscaldamento interno del materiale (che appare ingiallito): questi fenomeni sono spesso facilmente trascurati.

2. Velocità di taglio e tempo di residenza

1. Ridurre la velocità del motore principale, aumentare adeguatamente la velocità di alimentazione, ridurre al minimo il riscaldamento di taglio e ridurre il tempo di permanenza del materiale; maggiore è la velocità di rotazione, maggiore è il riscaldamento del taglio.

2. Non lasciare la macchina inattiva per periodi prolungati; quando si interrompe il funzionamento, il contenitore del materiale deve essere svuotato. È severamente vietato lasciare materiale intrappolato all'interno del contenitore caldo della macchina: lasciarlo lì anche per pochi minuti causerà il degrado del materiale e l'ingiallimento.

3. Controllo del rapporto del materiale riciclato: poiché il materiale riciclato è sottoposto a più cicli di riscaldamento, il che aumenta il consumo di stabilizzanti, si raccomanda che il contenuto di materiale riciclato sia ≤15%; il materiale riciclato deve essere setacciato per eliminare eventuali particelle di coke; quantità eccessive di materiale riciclato possono causare un ingiallimento continuo.

3. Fase di miscelazione (spesso trascurata da molti produttori)

· La temperatura finale della miscelazione non dovrebbe essere eccessivamente elevata (tipicamente 110–120°C), e il tempo di miscelazione non dovrebbe essere troppo lungo; la temperatura di scarico dopo la miscelazione a freddo deve essere ≤50°C.

· Un insufficiente raffreddamento della mescola a caldo porta ad un precoce degrado dello stabilizzante, rendendo il prodotto estruso soggetto ad ingiallimento; l'assorbimento di umidità da parte del carbonato di calcio può inoltre interferire con i sistemi plastificanti e stabilizzanti.

II. Ottimizzazione della formula (quando il prodotto rimane giallo dopo la regolazione del processo, quindi modificare la formula)

1. Stabilizzatore termico (nucleo)

· Sistema al sale di piombo: aumentare la quantità di stabilizzante e selezionare un grado di stabilità termica di lunga durata.

· Sistema calcio-zinco: evitare di aggiungere semplicemente sali di zinco in eccesso, poiché ciò potrebbe causare bruciature di zinco; si combinano con stabilizzanti ausiliari (polioli, β-dichetoni, idrotalcite) per formare un complesso di ZnCl₂ e inibiscono la degradazione catalitica; aggiungere una piccola quantità di antiossidante fenolico impedito (1010).

Ingiallimento improvviso dopo aver cambiato il lotto di stabilizzante: dare priorità alla determinazione se la qualità dello stabilizzante o il contenuto effettivo sono insufficienti.

2. Bilanciamento della lubrificazione (frequenza molto alta! Il fluido potrebbe anche diventare giallo se lo stabilizzatore è insufficiente)

Lubrificazione esterna insufficiente: adesione dei materiali alle superfici metalliche, eccessiva plastificazione, aumento dello sforzo di taglio – con conseguente ingiallimento e fragilità del tubo; eccessiva lubrificazione esterna: scarsa plastificazione, superficie della parete interna ruvida.

· Lubrificazione interna (acido stearico, esteri): riduce l'attrito interno alla massa fusa; Lubrificazione esterna (cera PE, cera ossidata): impedisce alla massa fusa di aderire alle superfici metalliche della vite o della matrice.

· Il sistema calcio-zinco è più sensibile alle condizioni di lubrificazione; i parametri di scorrimento interni ed esterni devono essere opportunamente abbinati: non è sufficiente regolare semplicemente lo stabilizzatore.

3. Riempitivo e pigmento

· Carbonato di calcio: utilizzare polvere di calcio con bassi livelli di metalli pesanti e basso contenuto di ferro; gli ioni di ferro possono catalizzare la degradazione del PVC; la polvere di calcio deve essere asciugata se diventa umida.

· Biossido di titanio: per sistemi di approvvigionamento idrico o applicazioni di tubazioni esterne: utilizzare rutile-TiO₂, che offre un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici; l'anatasio-TiO₂ è suscettibile all'invecchiamento fotoindotto e può ingiallire nel tempo; Un contenuto insufficiente di biossido di titanio provoca uno scarso bianco e un aspetto visivamente giallastro.

· Agenti sbiancanti fluorescenti: si tratta di agenti visivi complementari che non affrontano il problema del degrado termico in sé; migliorano solo il bianco superficiale e non possono sostituire gli stabilizzanti.

III. Attrezzature e pulizia (Focus sull'ingiallimento striato e sull'ingiallimento intermittente)

1. Vite, cilindro, navetta di derivazione e zone morte dello stampo: eseguire lo smontaggio e l'ispezione dell'arresto per rimuovere i depositi di carbonio e coke accumulati; il materiale stagnante verrà continuamente trasportato nella massa fusa, formando linee o strisce gialle.

2. Usura della vite: un maggiore gioco vite/cilindro porta al ricircolo del materiale, a un tempo di permanenza prolungato e a un ripetuto degrado termico; una grave usura richiede la riparazione o la sostituzione della vite.

3. Impurità metalliche: limatura di ferro o ruggine mescolata nella canna; gli ioni metallici catalizzano la decomposizione del PVC; il sistema di miscelazione deve essere dotato di un processo di deferrizzazione.

IV. Procedura rapida di risoluzione dei problemi (sequenza operativa in loco)

1. Osservare lo schema di ingiallimento: giallo uniforme → processo di produzione/additivo conservante; strisce gialle → ritenzione del materiale dovuta alla vite dello stampo; ingiallimento all'avvio o allo spegnimento → problema legato al tempo di ritenzione del materiale

2. Verifica della temperatura: verificare se la termocoppia e il sistema di raffreddamento a vite funzionano correttamente; eseguire una prova riducendo leggermente la temperatura della testa della macchina.

3. Ridurre la velocità del motore principale, mantenere un'alimentazione stabile e ridurre al minimo il calore di taglio.

4. Pulire la vite e la testa della filiera dai residui di coke.

5. Controllare il rapporto di aggiunta del materiale di riciclo; sospendere temporaneamente la verifica della produzione di prova del materiale riciclato.

6. Verificare il processo di miscelazione freddo-caldo e il contenuto di umidità della polvere di calcio.

7. Adeguamento finale della formulazione dello stabilizzatore e del sistema di lubrificazione

V. Insidie ​​​​e avvertenze comuni

1. Anche aggiungendo ulteriori stabilizzanti, il lubrificante continua a ingiallirsi a causa di uno squilibrio; l'aumento cieco della quantità di sali di zinco nella formulazione di calcio-zinco può provocare uno sbiancamento a breve termine, seguito dall'annerimento dello strato di zinco nel tempo.

2. Gli agenti sbiancanti fluorescenti forniscono semplicemente un mascheramento visivo e non possono impedire la degradazione termica del PVC; l'estrusione ad alta temperatura porterà comunque alla decomposizione.

3. Un rapporto di compressione dello stampo inadeguato o zone morte del canale di flusso possono causare un ristagno localizzato del materiale, portando alla comparsa persistente di una linea gialla.